相干光通信

在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。所谓相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅(而不象强度检测那样只是改变光的强度)，这就需要光信号有确定的频率和相位(而不象自然光那样没有确定的频率和相位)，即应是相干光。激光就是一种相干光。所谓外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。

在发射端，频率稳定、具有确定相位的光载波在调制器中被数字信号调制成已调光，进入光匹配器，使已调光的空间分布与光纤基模相匹配，已调光的偏振状态与光纤本征偏振态相匹配。从光匹配器输出的已调光经过光纤传输到接收端，先要经过接收端的光匹配器，使信号光的空间分布和极化方向与本振光信号相匹配以便进入混频器与本振光信号混频时能获得尽可能大的混频增益。从混频器输出的中频信号一般属于微波频段，进入工作频率为数吉赫兹的中频放大器进行中频放大和滤波。然后进入解调器进行解调，得到基带信号，经过基带放大器放大、滤波，再进行判决再生，输至终端设备。

若接收端选择本振光频率正好等于发射端调制时的光载波频率，混频后所得的差频载波的频率为零，直接得到基带信号。这种方式称为零差检测，它的灵敏度很高，但技术上困难较大。

在相干光通信中，只有光信号具有确定的频率和相位，才能进行相干解调。这就要求激光器发出光的单色性好(谱线宽度非常窄)、频谱纯、频率非常稳定。此外，还要求激光器的结构紧凑，体积小；激光器发出激光的频率可变，调谐范围宽。目前能够满足这些条件的激光器主要有长外腔激光器(LEC)、分布反馈激光器(DFB)和分布布拉格反射激光器(DBR)等。
由于相干光通信具有灵敏度高、选择性好的优点，可以用来做成大容量、长距离的干线网。例如利用其灵敏度高的优点在1．55um窗口组成传输速率为622Mb/s，中继距离为150km的数字传输网。如果再利用选择性好的优点，采用波分复用技术，把相邻信道间隔取为10GHz，折合0．08nm，以32个信道为一组，需要2．5nm，留2．5nm的保护带，共需5nm宽。在1．31umh和1．55um两个窗口的总带宽为200nm，可纳40组，总容量可达800Gb/s。

在光纤有线电视系统中，如果采用相干光通信技术，可以建成光纤到户的系统。在该系统中，由于选择性的提高，可以传输多得多的频道；由于接收机灵敏度的提高，使带动的用户数大大增加；采用可调谐本振接收机，用户可以方便地随时选择信道。例如采用调谐范围为500GHz的DBR激光器进行FSK调制，可传输码率为100Mb/e的高清晰度电视200套。在试验系统中，光发射机输出光功率为2．2dBm，接收机灵敏度达——44．5dBm，传输10Km的光纤损耗为2．2dB，连接器损耗2dB，留4．5dB的余量，还可直接带动2048个用户。